什麼是鉛中毒？你該擔心的不只有鉛水管……

陰暗的房間裡，一名美國環保署研究人員正調查著管線中有鉛水管的數座城市，沿著住宅內的水管配線，分別取出樣本用水，再檢測內含的鉛濃度，企圖了解水中的鉛，從那裡來？研究人員枯燥地敲擊著鍵盤，倏然地，「叮」一聲輕響，螢幕上突然飆高的鉛濃度，她不可置信地看了看配線圖的位置是——含鉛水龍頭。

美國環保署研究指出，水中鉛的來源，有部分是來自我們天天都會接觸到的水龍頭。右圖為焊接的鉛水管。from pixabay 和 wikimedia

傾滅羅馬帝國的鉛水管？

距今一千多年前，鉛水管就已出現於歷史記載中[1]，而在 1970 年代的羅馬、日本、台灣等國，鉛水管仍被廣泛使用在自來水管系統之中[1-3]。鉛的延展性佳，加上熔點低、易於鍛造加工的特性，讓它從古羅馬時代即被應用在白色油漆（PbCO₃）、水管和各式容器[4]。考古學界的另一重大發現，是在羅馬人遺骸中，檢測出高濃度的鉛[1]，因而懷疑當時遍佈全城的鉛水管流出高濃度的鉛水，讓全城的市民集體中毒，進而導致羅馬帝國的覆滅，甚至是放火燒掉自己首都的尼祿（Nero）皇帝，也是因為鉛中毒導致精神失常的緣故。但科學界對此則抱持不同看法，他們認為沉澱的水垢、以及羅馬市民們大量的取水，都大幅降低了飲水中的鉛含量 [8]，所以鉛水管並不是羅馬帝國鉛中毒的主因。

反倒是當時羅馬、希臘人流行用鉛碗熬煮葡萄汁，再用熬出的甜漿製成甜酒享用；而在傳說中，這種甜酒十分好喝，但不知何因卻容易使得孕婦流產[4]。當時的人並不知道酒中的香甜何來，但現在我們推測得知，葡萄中的酸與鉛碗，生成了香甜、好吃但又好毒的化合物——醋酸鉛（Lead acetate）[6]。想不到，在那個年代，喝酒不僅傷身，更是玩命。

左：以羅馬城大火為題繪製的畫；右：遺留至今的羅馬鉛水管。from wikimedia

時光轉到近代，汽、機車和工業引擎燃燒含鉛汽油後的廢氣，讓大氣的鉛汙染日益嚴重，在 1970 年末，大氣的鉛濃度甚至高達 300 ppt，遠遠高於地球的自然背景值（0.5 ppt），嚴重的空氣汙染引發各界重視鉛中毒的議題 [4]，呼應此議題，我國自來水處於1979年決定停用鉛水管 [3]，以避免國民透過鉛管攝取到高濃度的鉛水。但是，自來水鉛管真的會溶出大量的鉛離子，流出劇毒的鉛水嗎？

今（2015）年 2 月美國環保署在《環境．科學與科技》（Environmental Science & Technology）所刊登的論文 [7]，也許可以提供我們一些答案，她們發現氧化的鉛管，會形成難溶於水的二氧化鉛（PbO₂），反倒形成了一道堅固的保護層，有效地阻隔了鉛離子的溶出，因此使用鉛管運送自來水，其實不需要擔心鉛水的問題。但值得一提的是，研究人員在分段取水的採樣中發現，有幾戶住宅的自來水流經含鉛水龍頭時，水中的鉛濃度，居然上升了 4~13 倍，顯示住戶所使用的水龍頭，可能才是政府需要關注的焦點。我國標準檢驗局預計於（2015）年底公告水龍頭的新規範（鉛溶出值須低於 5 ppb），讓民眾能安心選用更優質、安全的水龍頭產品 [8]。

羅馬時期的建築，左為浴池，右為公共廁所。Rome from wikimedia

鉛中毒的可怕：穿透大腦組織的能力+瘋狂破壞DNA

生活中的鉛，通常來自於空氣汙染、含鉛的油漆等。鉛進入體內後，由於不易排除，所以身體會將鉛離子集中隔離於骨骼之中 [4,5]。鉛的毒性複雜，它會促使細胞凋亡、擾亂神經的傳導等 [11]，在結構上，二價的鉛離子長得太像鈣和鋅離子，不僅會干擾血紅素生成的酵素引發貧血外 [5]，更會讓身體累積過多的血紅素前驅物——aminolevulinic acid（ALA） [4]，使人頭痛、失眠，甚至會引起婦女骨質疏鬆或是流產 [4,12]。

而且細胞膜上的鈣-ATP幫浦（Ca-ATP pump）還會將鉛離子誤認為鈣，堂而皇之的讓鉛離子無視血腦屏障地進入細胞，直接進到大腦組織之中 [13]，影響星形膠質細胞（astroglial cell）成熟，並妨礙神經細胞髓鞘（myelin sheath）的產生，進而干擾了大腦發育 [11]，因此美國疾病管制中心（Centers for Disease Control and Prevention, CDC）建議成人的血鉛濃度上限為 25 μg/dL，但孩童則降低至 10 μg/dL [5]，甚至有些科學家呼籲，應該要調低至 2 μg/dL [5]，因為研究中發現血鉛會嚴重影響孩童智力發育，血鉛平均每上升 1 μg/dL，學童 IQ 智力表現就會降低 1 點 [2]。幸好我國規定 1990 年後的汽車只能使用無鉛汽油，使得在那之後才出生的小孩，再也不會跟我們一樣，吸到都市裡滿滿是鉛的髒空氣了～（拭淚）

近代生活環境中，最容易接觸到鉛的來源是油漆和含鉛汽油，幸好在鉛中毒的研究逐漸明朗之後，這兩者漸漸地退出了我們的生活。from pixabay 和 wikimedia

為什麼鉛離子對細胞有這麼嚴重的傷害呢？科學家認為，鉛離子會增加活性氧自由基的濃度，而自由基高度反應性的特性，會氧化破壞細胞內所有的零組件，整顆細胞就此壞光光。研究文獻指出，鉛離子會抑制抗氧化防禦系統（Glutathione, Super Oxide Dismutase and Catalase），使細胞無法中和自由基（HO₂•, H₂O₂, O₂^– •）的毒性，讓自由基大肆破壞DNA、氧化脂質和蛋白質 [11]，搞得一團糟之後，壞掉的細胞就只好啟動自爆程序－細胞凋亡了～

吃什麼才能防止鉛中毒？

那要吃什麼才能抵抗鉛中毒呢？如果提問者是一隻老鼠，那麼來自南台灣的學者們，正好可以提出一個解答，任職於成功大學的郭玉良教授，和高雄第一科技大學的李家偉教授，整理了以往動物實驗的結果，分析出下列的營養素能夠保護身體、抵禦鉛中毒的傷害 [14]，當然，再次強調，這些結果的對象都是老鼠，不是人類～

你該擔心的真正威脅：沒良心的商人

相信大家對頂新的油品事件仍心存芥蒂，而很多明知不可食用的物料，常因壓低成本或為矇混檢驗流程，而被加入食品與用品中。在此也讓我們來看看歐洲發生的真實案例：在匈牙利的料理中，紅椒粉是相當重要的佐料，匈牙利燉牛肉等美味的料理中，都會加入紅椒粉來增添獨特的風味。1994年，有數十名愛吃紅椒粉的匈牙利國民因鉛中毒住進醫院，深入調查後發現，竟是不良商人將外觀同是紅色的氧化鉛（PbO）混入紅椒粉，壓低成本以獲取不當利益，震驚全國的食安事件撼動了政府，甚至設立了紅椒粉檢驗機制，希望這類醜聞不再發生（聽起來很熟悉對吧～）[15]！

由左至右分別為紅椒粉（左）；燉牛肉（中）；氧化鉛（右）。from wikimedia

而在大西洋彼岸的美國也是雞犬不寧，2007 年，在美國爆發了含鉛玩具的醜聞 [16]，中國廠商為了節省成本使用了較廉價的含鉛油漆來製作玩具，當孩童啃咬這類玩具時，吃掉的可不是只有上頭的含鉛油漆，更吃掉了孩子們的未來。而沒良心的商人兜售來路不明的中藥更是一大隱憂，成功大學曾報告一名案例 [17]，家長因為想改善男童的過敏體質，讓他長期服用來路不明的中藥，沒想到中藥含有高量的鉛，診斷時男童的血鉛已逼近 35 μg/dL（孩童的標準為 10 μg/dL）。

而台北榮總也曾報導過兩名男子困窘的經歷 [18]，他們分別想要治療自身的肛門和下肢潰瘍，塗抹了來路不明的含鉛膏藥，結果引起肛門組織壞死、貧血和頭暈等疾病，其中一名患者的血鉛數值甚至高達 226 μg/dL（成人的標準為 25 μg/dL），幾乎是上限值的十倍。看了這麼多要錢不要命的例子，我們可以了解到在現今的社會裡，最大的敵人其實不是鉛水管，而是那些躲在暗處的不良商人。因為有的時候人心，比鉛還毒

寫在文末

看著這次的鉛水管新聞，筆者感到十分的困惑。媒體忙著傳達民眾對鉛水管的恐懼，而政府急著道歉和動用預算安撫民心。因此筆者期望能藉此文進行考證與探究，盼能拋磚引玉，引發更多思考與共鳴。

• 本文感謝Trista協助
• [註]：為求書寫流利和情節起伏，本文首段所出現的情境和對話皆為模擬。

參考文獻

• [1] Korn M, Andrade JB, Jesus DS, Lemos VA, Bandeira ML, Santos WN, et al. Separation and preconcentration procedures for the determination of lead using spectrometric techniques: a review. Talanta. 2006;69:16-24.
• [2] Naofumi Shiomi (2015) An assessment of the Causes of Lead Pollution and the Efficiency of Bioremediation by Plants and Microorganisms. DOI: 10.5772/60802
• [3] 鉛管專區。台北自來水事業處官網。
• [4] John Emsley (2000) 分子博覽會－輕鬆瞭解生活中的化學物質。商周出版，中華民國，台北
• [5] Amaya MA, Jolly KW, Pingitore NE, Jr. Blood lead in the 21st Century: The sub-microgram challenge. Journal of blood medicine. 2010;1:71-78.
• [6] De Muynck D, Cloquet C, Smits E, de Wolff FA, Quitte G, Moens L, et al. Lead isotopic analysis of infant bone tissue dating from the Roman era via multicollector ICP-mass spectrometry. Analytical and bioanalytical chemistry. 2008;390:477-486.
• [7] Simoni Triantafyllidou, Michael R. Schock, Michael K. DeSantis, and Colin White (2015) Low Contribution of PbO2-Coated Lead Service Lines to Water Lead Contamination at the Tap. Environmental Science & Technology, 49, 3746-3754
• [8] 經濟部標準檢驗局針對媒體報導「好的水龍頭外銷 劣品留全民」及「水龍頭含鉛量高歐美28倍」新聞稿說明。經濟部標準檢驗局官方網頁。
• [9] Bottled Water Everywhere: Keeping it Safe. 美國食品藥物管理署官方網頁.
• [10] Jun Yoshinaga (2012) Lead in the Japanese living environment. Environmental Health and Preventive Medicine. 17, 433-443
• [11] Gagan FLORA, Deepesh GUPTA, Archana TIWARI (2012) Toxicity of lead: A review with recent updates. Interdisciplinary Toxicology. 5, 47-58
• [12] Tsung-Lin Tsai, Wen-Harn Pan, Yu-Teh Chung, Trong-Neng Wu, Ying-Chih Tseng, Saou-Hsing Liou and Shu-Li Wang (2015) Journal of Exposure Science and Environmental Epidemiology, DOI:10.1038/jes.2015.30
• [13] Theodore I. Lidsky, Jay S. Schneider (2003) Lead neurotoxicity in children: basic mechanisms and clinical correlates. Brain, DOI: http://dx.doi.org/10.1093/brain/awg014
• [14] Ping-Chi Hsu, Yueliang Leon Guo (2002) Antioxidant nutrients and lead toxicity. Toxicology, 180, 33-44
• [15] Joe Schwarcz (2004) 蘇老師化學五四三：懂 3 點化學很有用。天下文化。中華民國，台北
• [16] Why all the lead in Chinese-made goods? Taipei Times. 
• [17] 李俊璋；陳嘉惠；陳櫻丹；林亭儀 (2009) 由中國大陸兒童鉛中毒事件談兒童鉛中毒預防。環境健康風險季刊。福利衛生部國民健康署
• [18] Ming-Ling Wu, Jou-Fang Deng, Kon-Ping Lin, Wei-Jen Tsai (2013) Lead, Mercury, and Arsenic Poisoning Due to Topical Use of Traditional Chinese Medicines. The American Journal of Medicine, 126, 451-454